[发明专利]双重结构透明导电膜及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种作为太阳能电池的正面防反射膜或正面电极或背面反射膜使用的透明导电膜及其制造方法，尤其是一种电特性与陷光能力优异的透明导电膜及其制造方法。

【背景技术】

一般来说，太阳能电池使用的是由p-n结构成的二极管，并且根据作为吸光层的物质而区分为各种类型。尤其是，吸光层使用硅的太阳能电池被区分为晶质基板型太阳能电池与非晶质薄膜型太阳能电池。晶质基板型太阳能电池由于使用硅晶片(silicon wafer)而提高了生产成本。与此相反地，非晶质太阳能电池的硅使用量较少并且能适用于建筑物的外部装饰件或携带式装置而日益受到关注。

薄膜太阳能电池是一种太阳能电池的通称，该太阳能电池以薄膜形态使用非晶硅、CdTe、CdS、CIS、CIGS等物质，近来还开发了把两个以上的薄膜太阳能电池加以积叠的叠层(tandem)型太阳能电池而进一步激励了薄膜型太阳能电池的研究热潮。

该薄膜太阳能电池是在基板上积叠薄膜后制成的，根据太阳光的入射方向而分为顶衬(superstrate)型与底衬(substrate)型。顶衬型是太阳光通过基板入射的结构，在透明的玻璃基板上形成正面电极，依次形成吸光层后，最后形成背面反射膜。底衬型是太阳光通过基板的相反侧入射的结构，在作为背面反射膜的金属基板上依次形成吸光层后，最后形成正面电极。

另一方面，陷光(lighting trapping)技术作为提高太阳能电池效率的方法是必需的，该技术在太阳能电池的正面或背面形成金字塔状之类的微细凹凸形状，从而形成绒面结构(textured structure)诱导入射到内部的太阳光进行漫射或全反射而提高所入射太阳光的运用率。

晶质硅太阳能电池，尤其是单晶的晶质硅太阳能电池在下列方法实现了很多发展，该方法利用硅的非均匀蚀刻特性在硅基板上形成绒面结构。

然而，使用玻璃或金属或聚合物质基板的薄膜型太阳能电池却没有充分地发展出形成绒面结构的陷光技术。

先前技术已提出了下列技术，亦即为了提高薄膜型太阳能电池的陷光而使用形成有绒面化部的玻璃基板的技术(请参阅专利文献1)或者在金属基板上于表面形成绒面结构的技术，但玻璃或金属材质的基板难以形成绒面结构。

近来，人们为了在蒸镀于基板上的透明导电膜也形成绒面结构而努力，虽然提出了在ZnO系透明导电膜形成绒面的技术(请参阅专利文献2)，但实际上还无法得到令人满意的陷光效率。

顶衬型薄膜太阳能电池中形成于玻璃基板上的透明导电膜作为正面电极使用，凭借正面电极表面绒面结构把通过正面电极透射的太阳光予以漫射而得以增加吸光层内的入射光移动路径以提升吸收率。底衬型薄膜太阳能电池中形成于金属基板上的透明导电膜则发挥出背面反射膜的功能，与金属基板一起把入射光中没有被吸光层吸收的光中心反射到吸光层而得以尽量吸收入射光，通过背面反射膜的表面绒面结构把背面反射膜的反射光加以漫射(light scattering)而增加移动路径。

尤其是，太阳能电池的总透射(total transmittance)由镜透射(specular transmittance)与漫透射(diffuse transmittance)构成，为了增加正面电极的漫射特性而需要增加漫透射。太阳能电池的总反射(t otal reflectance)由镜反射(specular reflectance)与漫反射(diffus e reflectance)构成，并且为了增加漫射特性而需要增加漫反射。该漫透射及漫反射与下列因素具有密切关系，亦即入射光的波长、正面电极的表面形状及表面粗糙度(表面糙度)，短波长领域的大部分入射光通常在p层与i层的邻近领域被吸收，因此尽量增加对可视光线领域(500～800nm)与长波长领域(800～1000nm)的正面电极或背面反射膜的漫透射或漫反射特性是很重要的。为了提高对可视光与长波长的漫透射与漫反射而需要接近于波长大小的表面形状及表面粗糙度的变化，目前使用中的大多数透明导电性物质的蚀刻性较低，无法凭借蚀刻得到足够的表面粗糙度而使得陷光效率不高。

【解决的技术课题】

为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种透明导电膜及其制造方法，其表面的蚀刻性优异，因此能够凭借绒面结构的形成而得到优异的陷光性，与此同时，还能得到优异的电特性与光特性。

【解决课题的技术方案】